Jamming of Bidisperse Frictional Spheres
通过推广无摩擦球的几何参数，提出了一个模型的堵塞密度$ϕ_J$的机械稳定填料的双分散，摩擦球。单分散、$μ_s$依赖的干扰密度$ϕ_J^{\mathrm{mono}}(μ_s)$是模型中所需的唯一输入，其中$μ_s$是摩擦系数.该模型的预测进行了验证的稳健估计$ϕ_J$从计算机模拟的$10^7$颗粒广泛的$μ_s$，和尺寸比高达40：1。尽管对于所有$μ_s$，$ϕ_J$随小球体体积分数$f^s$非单调变化，但在最佳$f^{s}_{\mathrm{max}}$处其最大值$ϕ_{J,\mathrm{max}}$都是$μ_s$依赖的。最佳的$f^{s}_{\mathrm{max}}$的特点是小响尾蛇颗粒的分数急剧过渡。
2021-08-16 cond-mat.soft
Jamming of frictional spheres and random loose packing
利用计算机模拟研究了摩擦系数$μ$对无序颗粒填料堵塞性能的影响。压缩，软球填料被带到堵塞过渡-填料失去机械稳定性的点-通过减少包装分数。堵塞过渡处的堆积分数的值$ϕ^μ_{c}$从零摩擦的随机紧密堆积点逐渐减小到与随机松散堆积一致的值，因为摩擦系数增加了几个数量级。这伴随着在阻塞转变处的配位数$z^μ_{c}$的减少，其随着摩擦的增加从大约6变化到4。普遍的幂律缩放观察到的压力和协调数作为距离的函数，从广义的，摩擦相关的干扰点。还报告了$ϕ^μ_{\rm c}$、$z^μ_{\rm c}$和$μ$之间的各种幂律。还研究了填料制备历史的依赖性。
2011-07-29 cond-mat.soft
Hierarchical Jamming in Frictional Particle Assemblies
存在堵塞相图的假设（Liu和Nagel，Nature 396，21 EP（1998 aa））提供了基于这些材料是否处于堵塞或未堵塞状态对宽范围的非晶态固体（胶体、分子和乳液玻璃、胶体和聚合物凝胶、泡沫和颗粒物质）进行分类的理论基础。虽然这种简单的分类是有吸引力的，但它未能捕获这样的非晶态固体的刚性标准可以相对于特定的变形取向或模式（即剪切、挤出、固结）来定义。我们认为这个问题通过巩固的强胶体凝胶，并发现，在巩固的强胶体凝胶的临界转变（所示的最大值和最小值的相对法向应力差）直接对应于定向，摩擦和非摩擦刚性渗流。这些结果表明，在这种非晶态固体的固结过程中，存在着定向的、堵塞的状态的层次结构，以及颗粒尺度的相互作用与这些远离平衡的系统的宏观集体行为之间的直接联系
2020-02-02 cond-mat.soft
Critical behaviors of jamming in cyclically sheared frictional hard granular particles
与无摩擦硬球填料（如果是二维的，则是硬盘）的堵塞形成鲜明对比的是，摩擦填料的临界堵塞更加难以捉摸，并且仍然处于激烈的争论之中。在这里，我们表明，摩擦硬盘包装自组织的临界堵塞状态附近时，受到准静态稳态循环剪切，显示粒子速度场的无标度波动，其特征在于由功率谱$E(k)\propto k^{-α}$的纵向和横向模式在波矢量空间，与$α\approx2.0\pm0.15$，和近平坦的频谱$E(ω)\propto const.$在角频域。我们的研究结果与S. Henkes等提出了两种不同的长度尺度，分别对应于纵向和横向模式，显示了干扰的临界行为。此外，我们的研究结果是一致的一般均衡的概念框架，但与一个关键的区别，系统自组织的一个关键的干扰状态，通过强耦合的机械结构和动力学。我们的研究结果对于提供理解非局部流变学的微观机制以及建立真实颗粒材料本构关系的指导原则具有重要意义。
2021-10-14 cond-mat.soft
Shear jamming transition in alternating shear rotation for frictional and frictionless suspensions
本文通过数值模拟研究摩擦与无摩擦悬浮液的交替剪切旋转，揭示角度对阻塞点、接触与流体动力学应力及微观结构的不同影响。
2025-03-16 cond-mat.soft
Discontinuous rigidity transition associated with shear jamming in granular simulations
我们调查的刚性过渡与剪切堵塞在无摩擦，以及摩擦，磁盘填料在准静态制度和低剪切速率。对于无摩擦圆盘，在准静态剪切作用下的过渡是不连续的，在阻塞过渡处瞬时出现一个跨越刚性团簇的系统。对于摩擦系统，过渡似乎连续有限的剪切速率，但变得尖锐的较低的剪切速率。在准静态极限，它是不连续的，在无摩擦的情况下。因此，我们的研究结果表明，与剪切堵塞的刚性过渡是不连续的，在过去的各向同性堵塞的无摩擦颗粒，因此，在一般的堵塞过渡的统一功能证明。
2023-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Isostaticity at Frictional Jamming
无摩擦球形颗粒的非晶填料在堵塞开始时是等静压的，约束（接触）的数量等于自由度的数量。它们的结构和力学性能由颗粒间的接触网络控制。相比之下，摩擦颗粒的无定形填料在堵塞开始时通常是超静定的。我们进行了广泛的数值模拟，在二维的几何粗糙（GA）模型的静摩擦，进一步研究均衡的作用。在GA模型中，颗粒间的力是通过将接触颗粒上周期性间隔的圆形微凸体之间的纯排斥中心力相加得到的。我们比较的包装分数，接触数，动员分布和振动密度的状态，使用GA模型产生的Cundall-Strack（CS）的方法。我们发现，从GA模型获得的摩擦盘静态填料是机械稳定和均衡的，当我们考虑接触颗粒上的微凸体之间的相互作用。作为静摩擦系数的函数，静态填料的结构和机械性能从无摩擦到摩擦行为的交叉与颗粒间接触类型的变化和GA模型的振动模式密度峰值的消失相一致。这些结果强调了细观尺度特征的模型静摩擦发挥了重要作用，在确定性能的颗粒填料。
2013-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling Shear Jamming in Dense Suspensions via the Particle Aspect Ratio
颗粒在液体中的稠密悬浮液表现出丰富的非牛顿行为，如剪切增稠和剪切堵塞。已知剪切增稠通过增加颗粒的摩擦相互作用以及通过使它们的形状更加各向异性来增强。然而，对于剪切堵塞，仅研究了颗粒间摩擦的作用，而改变颗粒形状的效果迄今尚未得到系统的研究。为了解决这个问题，我们在这里合成光滑的二氧化硅颗粒和设计的颗粒表面化学产生强烈的摩擦相互作用，使致密的，水悬浮液的球体表现出明显的剪切堵塞。然后，我们改变颗粒的纵横比从$Γ$ =1（球）到$Γ$ =11（细棒），并进行流变测量，以确定颗粒各向异性对剪切堵塞及其前体，不连续剪切增稠的影响。保持摩擦相互作用固定，我们发现，增加纵横比显着减少$ϕ_m$，最小的颗粒堆积分数可以观察到剪切堵塞，低$ϕ_m=33\%$的值为$Γ$ =11。由于摩擦和形状各向异性，独立控制颗粒相互作用的能力产生的悬浮液的增稠和干扰能力的基本见解，并提供了一个框架，合理设计剪切干扰特性。
2019-01-13 cond-mat.soft
Robust Prediction of Frictional Contact Network in Near-Jamming Suspensions Employing Deep Graph Neural Networks
本研究提出基于深度图卷积网络（DeepGCN）的机器学习方法，用于预测近堵塞悬浮液中的摩擦接触网络（FCN），在广泛相空间和参数变化下展现出鲁棒泛化能力，为颗粒系统性质预测提供了可迁移技术。
2025-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fragility and hysteretic creep in frictional granular jamming
在颗粒温度为零的准静态单轴压缩条件下，对二维摩擦双分散圆盘系统中的颗粒堵塞转变进行了实验研究。目前公认的结果表明，堵塞过渡发生在一个关键的包装分数$ϕ_c$。相比之下，我们观察到的第一个压缩循环表现出{ \it脆性} -亚稳态配置与同时堵塞和未堵塞的集群-在一个小的间隔在包装分数（$ϕ_1 < ϕ< ϕ_2$）。脆弱状态将定义$ϕ_c$的两个条件分开，其中压力的指数上升开始于$ϕ_1$，而盘位移的指数下降结束于$ϕ_2$。结果解释通过渗流机制的压力接触，集群的增长表现出很强的空间相关性与磁盘位移。用不同弹性模量$E$和摩擦系数$μ$的几种圆盘材料进行的测量表明，摩擦直接控制脆性状态的开始，但间接控制指数斜率。此外，我们实验证实了最近的预测有关的依赖$ϕ_c$的$μ$。在重复加载（压缩）下，系统在压力方面表现出滞后，并且起始$ϕ_c$随着重复次数缓慢增加。这种摩擦引起的滞后蠕变被解释为颗粒包的演变从一个亚稳态的最终结构稳定的配置。它示出依赖于准静态步长$Δϕ$，它提供了唯一的扰动机制，在实验方案中，和摩擦系数$μ$，其作用是稳定的包。
2012-07-17 cond-mat.soft
Diffusion in Agitated Frictional Granular Matter Near the Jamming Transition
我们研究搅拌摩擦盘在两个维度的目的是发展一个标度理论随时间的推移，其扩散。作为面积分数$ϕ$和均方速度波动$\langle v^2\rangle$的函数，盘的均方位移$\langle d^2\rangle$跨越4-5个数量级。在较长的时间内，运动由亚扩散形式演变为复杂的扩散行为。$\langle d^n\rangle$的统计数据在任何时候都是多尺度的，因为位移的概率分布函数（pdf）具有非常宽的翅膀。即使在可以识别扩散常数的情况下，它也是$ϕ$和$\langle v^2\rangle$的复函数。通过识别相关的长度和时间尺度及其相互依赖性，可以将均方位移和位移pdf的数据重新缩放为所有$ϕ$和$\langle v^2\rangle$的折叠缩放函数。这些缩放函数提供了一种预测工具，允许从一组测量（在给定的$ϕ$和$\langle v^2\rangle$下）推断出在$ϕ$和$\langle v^2\rangle$的任何值下的预期结果。
2019-05-21 cond-mat.soft
Force networks and jamming in shear deformed sphere packings
抵抗剪切变形的自组织结构的形成已经在剪切堵塞和增厚的背景下进行了讨论[1-3]，其中摩擦力起着关键作用。然而，剪切导致了即使在无摩擦填料[4]中堵塞所必需的几何特征。我们分析的条件，在这样的组件解决力和扭矩的平衡条件，他们的接触几何堵塞。我们证明，并与摩擦模拟验证，均衡条件平均接触数Z = D + 1（空间维度D = 2，3）持有在干扰有限和无限摩擦，以上的随机松散堆积密度。我们证明了剪切干扰阈值满足最近提出的无摩擦系统干扰的边缘稳定性条件[5]。我们对D = 2进行了刚性渗流分析[6，7]，发现刚性渗流先于剪切堵塞，然而这与过约束区域的渗流相一致，导致识别出类似于共价玻璃中观察到的中间相[8]。
2017-05-29 cond-mat.soft
The influence of surface roughness on the rheology of immersed and dry frictional spheres
施加压力的流变仪是用来检查的影响，表面粗糙度的流变性的浸没和干燥的摩擦球在密集的制度。准静态有效摩擦系数的值是不显着的颗粒粗糙度的影响，而堵塞的临界体积分数随粗糙度的增加而降低。这些值被发现是类似的浸没和干燥的条件。通过最大体积分数重新标度体积分数导致主曲线上的流变数据崩溃。渐近行为检查接近干扰过渡。
2019-04-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
'Flow & Jam' of frictional athermal systems under shear stress
我们报告最近的结果分子动力学模拟的摩擦非热颗粒在恒定的体积分数和恒定施加的剪切应力，集中在一系列的控制参数，系统首先流动，但然后堵塞后的时间tjam。随着体积分数的减小，平均干扰时间发散，而其样本波动变得如此之大，以至于干扰时间概率分布P（tjam）变成幂律。我们获得的洞察力的起源，这种现象集中在流动状态，其特征在于存在一个明确的相关性之间的剪切速度和每个颗粒的接触的平均数Z，从而小的速度发生时，Z获得更高的值。
2012-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fresh Cement as a Frictional Non-Brownian Suspension
本研究通过稳态与小振幅振荡剪切实验，证明新拌水泥浆体表现为摩擦性非布朗悬浮液，并用双阻塞浓度模型为配方优化提供微观物理框架。
2024-01-17 cond-mat.soft
An exact expression of three-body system for the complex shear modulus of frictional granular materials
提出三粒子模型研究振荡剪切下堵塞摩擦颗粒材料的非线性力学响应，推导出复剪切模量的精确解析表达式，满足堵塞点附近标度律，能以单一拟合参数再现无序多体系统结果。
2023-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Intruder Dynamics in a Frictional Granular Fluid: A Molecular Dynamics Study
本文研究了入侵者在三维流化颗粒介质中运动的动力学行为（$d=3$）。侵入体和颗粒具有平移和旋转自由度。能量耗散机制是所有粒子对之间的固体摩擦。我们通过随机扰动颗粒的线速度和角速度来保持颗粒系统的流化状态，即使在相当高的密度下。我们施加一个大小为$F$的恒定外力到入侵者，并获得其在质心系中的稳态速度$V_s$。$F$ - $V_s$关系在颗粒物质的工业处理中具有很大的意义，并且已经成为关于这个问题的大多数实验的主题。我们还得到的流动性，这是成比例的反粘度，作为体积分数$ϕ$的函数。这被示出在堵塞体积分数处发散。对于低于干扰分数的$ϕ$，我们发现小$F$的$V_s \sim F$和大$F$的$V_s \sim F^{1/2}$。入侵者在垂直于外力方向的平面内表现出扩散运动。
2020-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Is friction essential for dilatancy and shear jamming in granular matter?
颗粒填料显示出显著的剪切变形现象[1]，其中它们的体积在剪切变形时增加。传统观点和以前的结果表明，剪切力引起的堵塞现象也需要摩擦相互作用[2，3]。在这里，我们调查的发生在无摩擦填料的粘性和剪切堵塞。我们发现，存在的各向同性的干扰密度<$j以上的最小密度，J点密度<$J [4，5]，导致出现剪切诱导干扰和干扰。填充在10 J形成一个显着的阈值状态，在恒定的压力剪切下，系统在消失的压力的极限演变，无论初始堵塞密度10 J。虽然不同的填料在压缩下显示出相同的缩放特性[6]，但它们在剪切下的流变行为表现出显著的差异。在恒定体积剪切下的屈服应力随着密度的增加而不连续地增加，当α J > α J时，与在α J处堵塞的一般填料中的连续行为相反[4，7]。
2020-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology in dense assemblies of spherocylinders: frictional vs. frictionless
利用分子动力学模拟，我们研究了不同长径比的各向异性球形圆柱体颗粒的致密组装体的稳态剪切流动。比较无摩擦颗粒和有摩擦颗粒，讨论颗粒间摩擦力对系统流变性能的具体作用。在摩擦系统中，我们的证据剪切增厚制度，类似于球形颗粒。此外，摩擦抑制了球形圆柱体沿流动方向的对齐。最后，在摩擦系统中的堵塞密度是相当不敏感的纵横比的变化，完全相反，从无摩擦系统已知的。
2018-12-03 cond-mat.soft
Frictional Granular Matter: Protocol Dependence of Mechanical Properties
摩擦颗粒物质的理论处理通常假设引用经典弹性理论来描述其粗粒度的力学性质是合理的。在这里，我们表明，实验和数值模拟的基础上，这是一般的情况下，因为应力自关联函数衰减比弹性格林函数更慢。理论上表明，标准弹性衰减要求压力和扭矩密度波动是正常的，其中可能有一个是超均匀的。然而，普通的压缩摩擦组件表现出异常的压力波动，不符合中心极限定理。这种故障的物理学与在堵塞之前从稀释配置压缩期间材料中建立的相关性有关。通过改变压缩的协议，可以观察到不同的压力波动和应力自相关衰减在大尺度上。
2020-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Discontinuous Shear Thickening of Frictional Hard-Sphere Suspensions
不连续剪切增稠（DST）观察到在许多稠密的非热悬浮液已被证明是难以理解的，并通过数值模拟再现。通过引入一个数值方案，包括相关的流体动力学相互作用和granularlike接触，我们表明，接触摩擦是至关重要的DST。在临界体积分数以上，我们观察到两种状态的存在：低粘度，无接触（因此，无摩擦）状态，和高粘度摩擦剪切卡住状态。这两种状态被临界剪切应力分开，临界剪切应力与DST发生的临界剪切速率相关。剪切堵塞状态使人联想到颗粒物质的堵塞阶段。连续剪切增稠被视为堵塞转变的较低体积分数痕迹。
2013-10-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear thickening, frictionless and frictional rheologies in non-Brownian suspensions
悬浮在牛顿流体中的颗粒提高了粘度，并且通常还引起剪切速率依赖性流变学。特别是，在大固体体积分数下可能会观察到明显的剪切稠化。在最近的一篇文章（R。濑户河J.F.马里Morris和M. M.丹尼，物理学评论快报，111：218301，2013），我们已经考虑了再现实验观察到的剪切增稠行为（包括不连续剪切增稠（DST））的最小组分组。我们已经发现摩擦接触力是必不可少的，并且能够通过包括这种物理成分以及粘性润滑的模拟来再现实验行为。在这篇文章中，我们深入研究了摩擦的影响，并表示在框架中的干扰过渡。堵塞转变时的粘度发散是悬浮液流变学中的一个众所周知的现象，反映在粘度的许多经验定律中。摩擦可以影响这种发散，并且特别地，如果颗粒是摩擦的，则堵塞填充分数减少。在这里提出的物理描述中，剪切增稠是这种效应的直接结果：随着剪切速率的增加，摩擦随着更多接触的形成而越来越多地被并入，导致从大部分无摩擦流变学转变为大部分摩擦流变学。这一结果是重要的，因为它转移的重点从润滑流体力学和详细的微观相互作用的几何形状和空间约束接近堵塞过渡。
2014-09-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Discontinuous shear-thickening in Brownian suspensions
稠密悬浮液中的不连续剪切增稠自然地出现在接近堵塞的非布朗体系中，由剪切流引起的摩擦力的激活。然而，这种物理图像是不完整的，因为大多数实验研究的是受到热波动影响的软胶体颗粒。为了解释胶体悬浮液中的不连续剪切增稠，我们使用计算机模拟来提供非热干扰，摩擦力，热运动，颗粒柔软度和剪切流之间的竞争的完整描述。我们有意忽略流体力学、静电学、润滑和惯性，但仍然可以获得与实验结果定量一致的结果。特别是，剪切增稠对应于无摩擦和摩擦堵塞制度之间的交叉，这是由热波动和颗粒柔软度控制，并发生在一个柔软度依赖Péclet数。我们还探讨了恒压实验的结果，并严格讨论了“S形”流动曲线的出现报告。我们的工作提供了最小的成分，定量解释了大量的实验工作不连续剪切增稠的胶体悬浮液。
2018-07-26 cond-mat.soft
Shear modulus and Dilatancy Softening in Granular Packings above Jamming
我们通过实验研究了单层双分散摩擦颗粒对非均匀剪切扰动的力学响应。我们膨胀的包装内的入侵者，并使用光弹性和跟踪技术来测量在晶粒尺度上的诱导剪切应变和应力。我们量化实验的应变幅低至0.001和一系列的包装分数在2%的变化范围内的堵塞过渡的本构关系。在转变过程中，强非线性效应开始出现：剪切模量和非线性剪切模量在小应变下发生软化，直到达到临界应变，此时恢复有效线性。通过标度分析，提取了临界应变和相关临界应力对堵塞距离的依赖关系。我们检查的本构关系，当应用到力学平衡方程，导致观察到的应力和应变分布。这些剖面在靠近充气管的有效线性区和远离充气管的真正非线性区之间表现出空间交叉，交叉长度在干扰过渡处发散。
2014-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Jamming Transition and the Marginally Stable Solid
本文从理论、实验和数值计算三个方面对干扰物理进行了综述。我们总结了干扰和边缘稳定固相的平均场论，特别强调了它与玻璃的复本对称性破缺理论的联系。我们报告验证的平均场论干扰的临界行为附近的过渡的实验和数值研究。特别是，我们描述的物理干扰的摩擦，球形粒子，以及最近的工作干扰的摩擦，非球形粒子和摩擦，近球形粒子。我们还提出了目前的努力，扩大平均场论系统，更接近外部驱动的颗粒介质，细胞聚集体，和活性胶体悬浮液。
2022-09-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Geometry behind the Glass Transition and Frictional Jamming in Systems of Two-Dimensional Hard Disks
Utrecht University（乌得勒支大学）
研究通过几何学揭示了二维刚性圆盘系统中玻璃转变与摩擦性阻塞的内在机制，指出动态转变由全等五边形铺砌引发，其影响延伸至三维结构。
2026-01-01 cond-mat.soft
Shear-induced rigidity of frictional particles: Analysis of emergent order in stress space
固体与流体的区别在于它们抗剪切的能力。在传统固体中，剪切阻力与非均匀密度模式所表现出的破坏平移对称性的出现相关联，这是由于能量成本最小化或熵最大化或两者兼而有之。在这项工作中，我们专注于一类系统，这种范式受到挑战。我们表明，在干燥的粒状材料的剪切驱动的堵塞是一个集体的过程中控制的机械平衡的约束。我们认为，这些限制导致一个破的平移对称性的对偶空间，编码的接触力的统计和接触网络的拓扑结构。这种对称性破缺的出现标志着剪切-阻塞转变。我们扩展我们以前的工作，通过比较和对比的真实空间的措施，流变学与那些从对偶空间。我们调查的结构和行为的对偶空间的系统通过刚性过渡在两个不同的剪切协议的演变。我们分析的剪切干扰的情况下，协议和包装分数的鲁棒性，并证明它是可能的，以定义一个协议无关的序参量在这个对偶空间，这标志着发病的刚性。
2017-05-12 cond-mat.soft
Shear jamming and fragility in dense suspensions
剪切引起的堵塞现象是稠密悬浮液复杂流变行为中的一个因素。这种剪切堵塞状态是脆弱的，即，它们对于与产生它们所施加的应力不相容的施加应力是不稳定的。这种特殊的流动历史依赖的应力响应是由于流动诱导的微观结构。为了研究在恒定剪切应力下实现的堵塞状态，我们对具有摩擦接触力和流体动力润滑力的非布朗粒子进行了动态模拟。我们发现明确的签名，区分这些脆弱的国家从更传统的各向同性堵塞状态。
2019-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Rheology of dense granular suspensions under extensional flow
我们研究了颗粒悬浮体在各种拉伸变形和简单剪切下的数值模拟。的粘度和Trouton的比率（拉伸剪切粘度的比率）的固体体积分数$ϕ$接近零惯性的极限的函数计算。无摩擦颗粒的悬浮液遵循牛顿Trouton的比例$ϕ$一直到$ϕ_0$，一个通用的卡点，是独立的变形类型。与此相反，摩擦颗粒导致的变形类型相关的堵塞分数$ϕ_m$，这是最大的剪切流。因此，特劳顿的比率从牛顿开始，但发散为$ϕ\toϕ_m$。我们解释了这种差异，在悬浮液中的摩擦颗粒考虑在堵塞的颗粒排列。虽然无摩擦颗粒悬浮液在堵塞时具有几乎各向同性的微结构，但摩擦允许更多的各向异性接触链，这允许在较低的$ϕ$下堵塞，但引入了协议依赖性。最后，我们提供的证据表明，粘性数流变学可以从剪切延伸变形，特别是成功的崩溃无摩擦颗粒。拉伸变形是悬浮液流变学中的一个重要类别，与浆料加工、造粒和高性能材料有关。
2018-04-22 cond-mat.soft
Normal stress differences in dense suspensions
采用无惯性粒子动力学模拟方法，考虑流体动力润滑和摩擦接触力，研究了在简单剪切流动下稠密悬浮液中法向应力差的存在和微观起源。悬浮颗粒之间的流体动力学和接触力的协同作用被认为是负贡献的第一法向应力差$N_1$的起源，而观察到的$N_1$在较高的体积分数附近堵塞的正值是由于在硬球极限不能占的影响。此外，我们发现，应力各向异性引起的平面性的简单剪切流消失的体积分数接近堵塞点的无摩擦颗粒，而它仍然是有限的情况下的摩擦颗粒。
2018-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Frictional Active Brownian Particles
在高剪切速率下，摩擦力影响硬球胶体的流变性。在这里，我们证明，通过数值模拟，它们也影响了动态的活性布朗粒子，和他们的运动诱导相分离。摩擦力增加了稀相中粒子的角扩散率，并防止碰撞粒子通过一个滑向另一个来解决它们的碰撞。这导致在体积分数运动平面中运动诱导的相图的定性变化。无摩擦系统只有在体积分数超过某一阈值时才随着运动性的增加而变得不稳定，而摩擦系统无论体积分数如何都变得不稳定。这些结果表明，通过调节颗粒的粗糙度来控制运动诱导相图的可能性。
2020-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning the Viscosity and Jamming Point in Dense Active non-Brownian Suspensions
本文通过 run-and-tumble 粒子模拟研究稠密活性非布朗悬浮液，揭示活性如何降低黏度、移动阻塞点并改变力链结构，进而提出新本构定律。
2025-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Inherent Structure Landscape Connection Between Liquids, Granular materials and the Jamming Phase Diagram
我们提供了一个全面的图片的堵塞相图连接的非热，颗粒合奏堵塞状态和平衡流体通过固有的结构范例系统硬盘局限于一个狭窄的通道。J线被示出为被划分为从平衡流体可接近的填充物和不可接近的填充物。发现J点发生在这两组填料之间的过渡处，并且位于固有结构分布的最大值处。一个一般的热力学参数表明，在组态熵最大值的状态的密度表示在硬球系统的J点密度的下限。最后，我们发现，颗粒和流体系统只占据相同的一组固有结构，在相同的热力学条件下，在两个点，对应于零和无限大的压力，在那里他们分别采样的J点状态和最致密的包装。
2012-08-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal scaling of shear thickening transitions
该研究将剪切增稠解释为刚性转变的前兆，提出基于无摩擦堵塞点到摩擦剪切堵塞的普适交叉标度函数的黏度理论，并通过实验证实不同悬浮液系统的黏度可坍缩为单一普适曲线。
2023-05-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Comparison of Shear and Compression Jammed Packings of Frictional Disks
我们比较的结构和机械性能的机械稳定（MS）填料的摩擦盘在两个空间维度（2D）产生的各向同性压缩和简单的剪切协议从离散元建模（DEM）模拟。我们发现，平均接触数和包装分数在堵塞发作是相似的（相对偏差$< 0.5\%$）MS填料通过压缩和剪切产生的。与此相反，平均应力各向异性$\langle {\hat Σ}_{xy} \rangle = 0$的MS填料产生通过各向同性压缩，而$\langle {\hat Σ}_{xy} \rangle >0$的MS填料产生通过简单的剪切。为了研究MS填料的应力状态的差异，我们开发了填料生成协议，首先解开MS填料，去除摩擦接触，然后重新堵塞它们。使用这些协议，我们能够获得几乎相同的颗粒的位置和应力各向异性分布相比，原来的堵塞填料重新堵塞填料。然而，我们发现，当我们直接比较的原始堵塞和重新堵塞的填料，有有限的应力各向异性偏差$Δ{\hat Σ}_{xy}$。的偏差是小于通过枚举的零空间内的接触网络通过DEM模拟产生的力的解决方案所获得的应力各向异性波动。这些结果强调，即使压缩和剪切堵塞协议生成具有相同接触网络的填料，在每个接触处的法向力和切向力可能存在残余差异，因此应力各向异性存在差异。
2019-06-02 cond-mat.soft
Tangential Forces Govern the Viscous-Inertial Transition in Dense Frictional Suspensions
本文通过粒子分辨模拟研究稠密摩擦悬浮液的黏性-惯性转变，发现转变在斯托克斯数为10时发生且与堆积分数无关，并揭示切向接触力与润滑力共同导致剪切应力转变慢于颗粒压力。
2025-05-07 cond-mat.soft
Discontinuous change of shear modulus for frictional jammed granular materials
对具有简谐排斥相互作用的堵塞摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下的剪切模量进行了数值研究。它被证实的储能模量，剪切模量的实部，摩擦颗粒具有足够小的应变振幅$γ_0$不连续地出现在堵塞过渡点。小$γ_0$的储能模量与无摩擦颗粒的储能模量不同，即使在零摩擦极限下也是如此，而对于足够大的$γ_0$，它们几乎彼此相同，其中过渡变得连续。即使对于小应变，应力-应变曲线也表现出滞后回线，该滞后回线将足够小应变的线性区域连接到相对较大应变的另一线性区域。我们提出了一个新的标度律之间的小和大$γ_0$的状态插值。
2016-12-12 cond-mat.soft
A review on shear jamming
本文综述剪切阻塞的实验、模拟与理论进展，通过广义相图统一无摩擦与有摩擦体系，并阐明其临界性、弹性及与多种流变现象的联系。
2023-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sponge-like rigid structures in frictional granular packings
我们展示了如何刚性出现在剪切摩擦颗粒材料的实验中使用的两种方法识别刚性结构的推广。这两种方法，基于力的动态矩阵和基于拓扑的刚性渗流，同意彼此和识别类似的刚性结构。当系统堵塞时，在接触数为$z=2.4\pm 0.1$时，出现了一个刚性骨架，其中散布着各种尺寸的松软颗粒填充孔，形成了海绵状形态。我们还发现，刚性结构内的压力总是超过刚性结构外的压力，即骨干是承重的。这些研究结果表明，有必要超越平均场论，捕捉物理的摩擦堵塞，也表明，机械稳定性产生通过拱形结构和铰链在中尺度。
2020-05-31 cond-mat.soft
Universal Jamming Phase Diagram in the Hard-Sphere Limit
提出了一类玻璃形成流体的堵塞相图的新公式，该流体由在温度$T$、填充分数$ϕ$或压力$p$和外加剪切应力$Σ$下通过有限范围排斥相互作用的球体组成。我们认为，相图的轴的自然选择是无量纲量$T/pσ^3$，$pσ^3/ε$和$Σ/p$，其中$T$是温度，$p$是压力，$Σ$是应力，$σ$是球体直径，$ε$是相互作用能量尺度，$m$是球体质量。我们表明，相图是普遍的低$pσ^3/ε$ ;在低压下，如弛豫时间的观测值是不敏感的相互作用势的细节和崩溃的硬球的值，提供的观测值是无量纲的压力。我们确定的形状的干扰表面的干扰相图，组织以前的结果有关的干扰相图，并讨论了各种限制的意义。
2010-11-30 cond-mat.soft
Shear Jamming in Granular Experiments without Basal Friction
在低于等静压堵塞密度（$ϕ_c$）的条件下，剪切应变可导致摩擦颗粒系统的堵塞状态。然而，目前还不清楚摩擦力对这种所谓的剪切干扰有多大影响。在这类实验中，摩擦以两种方式出现：粒子之间的摩擦，以及粒子与其所处基础之间的摩擦。在这里，我们研究如何颗粒底部摩擦，或基础摩擦，影响剪切堵塞准二维实验。为了研究这个问题的实验，我们施加简单的剪切无序包装的光弹性磁盘。我们可以通过将颗粒浸入密度匹配的液体中来调节颗粒的基底摩擦，从而去除颗粒和基底之间的法向力，从而去除颗粒和基底之间的摩擦。我们记录了总的剪切应力，粒子运动，以及粒子的光弹性响应。我们比较干燥和浸泡样品的剪切响应，这使我们能够确定基础摩擦如何影响剪切堵塞。研究结果表明，改变基础摩擦力可以改变剪切堵塞点，但不能改变剪切堵塞的基本现象。
2014-08-08 cond-mat.soft
Incorporating tunability into a universal scaling framework for shear thickening
最近，我们提出了一个通用的缩放框架，表明在稠密悬浮液中的剪切增稠是由两个临界点之间的交叉：一个与无摩擦各向同性干扰和第二个对应于摩擦剪切干扰。在这里，我们表明，正交扰动的流动，一个有效的方法来调整剪切增厚，也可以折叠到这个通用的缩放框架。具体而言，我们表明，添加正交剪切扰动（OSP）的效果可以通过简单地改变尺度变量，包括一个乘法项，减少与归一化的OSP应变速率。这些结果证明了我们的缩放框架的广泛适用性，并说明了如何修改它，以纳入其他复杂的流场。
2022-05-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-local effects reflect the jamming criticality in granular flows of frictionless particles
干扰过渡伴随着丰富的现象学，如滞后或非局部效应，这仍然没有得到很好的理解。在这里，我们实验研究了一个模型的无摩擦颗粒层沿斜面流下，作为一种方式来解开一般的集体效应所产生的摩擦相互作用。我们发现，薄的无摩擦颗粒层没有滞后，但层的稳定性增加，因为它变得更薄。不同层厚的流变规律可以被压缩成一个独特的主曲线，支持非局部效应是通常的有限尺寸效应与临界点的存在相关的后果。这种崩溃表明，所谓的均衡长度$l^*$控制边界对流动的影响，并排除了过去提出的其他命题。
2021-01-29 cond-mat.soft
Shear jamming, discontinuous shear thickening, and fragile states in dry granular materials under oscillatory shear
数值研究了二维摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下的线性响应。在零应变速率极限下的储能模量$G'$和损耗模量$G''$取决于测量前振荡剪切的初始应变幅度。剪切堵塞状态（满足$G'>0$）可以在大于临界初始应变幅度的幅度下观察到。根据初始剪切力的形式，脆性状态由液态和固态的出现来定义。在该状态下，应变振幅减小后的观测到的$G'$取决于外部剪切应变的相位。损耗模量$G''$表现出对应于脆性状态下的不连续剪切增稠的不连续跳跃。
2020-02-27 cond-mat.soft
The shape of jamming arches in two-dimensional deposits of granular materials
我们目前的实验结果上的形状的拱形，阻止二维筒仓的出口。对于一系列的出口尺寸，我们测量的一些属性的拱，如涉及的颗粒的数量，跨度，纵横比，和相互稳定的颗粒之间的角度。这些测量揭示了摩擦切向力在摩擦过程中的作用。此外，我们发现，拱往往采用的长宽比（高度和跨度的一半之间的商）接近1，这表明各向同性负载。的实验结果与数据的数值模型中形成的拱的大部分颗粒柱的比较揭示了两者的相似之处，以及一些现有的模型中的一些局限性。
2010-07-21 cond-mat.soft
Stress Correlations in Frictional Granular Media
本文研究了在摩擦颗粒填料中，应力自相关矩阵是否象弹性格林函数那样，表现出长程各向异性的贡献。我们发现，在一个标准模型的摩擦颗粒填料，这是不是这种情况。我们证明相当一般的机械平衡和材料各向同性约束的应力自相关矩阵完全由两个空间各向同性的功能：压力和扭矩的自相关性。压力和扭矩波动分别是正常的和超均匀的力量的应力自相关衰减的弹性格林函数。由于我们发现扭矩波动是超均匀的，罪魁祸首是压力，其波动作为系统大小的函数比正常情况下衰减得更慢。研究这些异常的压力波动的原因，我们发现，异常的相关性已经建立在压缩的稀系统堵塞之前。一旦受到干扰，这些相关性就会冻结。对于一般的摩擦物质来说，这是否是真的，或者这是模型性质的结果，这是一个必须等待实验检验和可能的替代模型的问题。
2020-08-29 cond-mat.soft
Jamming of Soft Particles: Geometry, Mechanics, Scaling and Isostaticity
泡沫、乳液、胶体悬浮液和颗粒状介质等各种非晶材料可能会堵塞成刚性、无序状态，在屈服之前它们会承受有限的剪切应力。在这里，我们回顾了目前的理解过渡到堵塞和堵塞状态的性质无序包装的颗粒，通过排斥接触相互作用，并在零温度和零剪切应力。我们首先讨论了仿射假设的故障，其基础是丰富的力学附近的干扰。然后，我们广泛地讨论了无摩擦软球的干扰。在干扰点，这些系统在约束计数的意义上是边缘稳定的（均衡的），并且许多几何和机械特性随着到该干扰点的距离而缩放。最后，我们讨论了目前的摩擦和非球形（椭球形）颗粒的干扰的探索。摩擦力和非球面性都在远离均衡极限的方向上调节堵塞时的接触数。这使得人们可以解开距离堵塞和距离均衡。出现的画面是，大多数量是由接触数和尺度与距离均衡，而接触数本身的规模与距离堵塞。
2009-11-07 cond-mat.other cond-mat.soft
Discontinuous shear thickening of dense suspensions under confining pressure
我们使用二维数值模拟研究稠密悬浮液的非布朗硬颗粒使用临界负荷模型（CLM）在恒定的围压。这个简单的模型显示了不连续的剪切增稠（DST），因为切向力在剪切应力增加时被激活。通过参数化一个简单的二元系统的摩擦和非摩擦颗粒的不同比例，我们表明，堵塞包装分数，在粘度发散，控制摩擦接触的分数。因此，稠密悬浮液的粘度可以表示为摩擦接触分数以及固体颗粒的堆积分数的函数。此外，我们表明，摩擦接触的分数和两个控制参数（围压下）之间存在一个简单的关系：粘性数J和排斥力和围压之间的比率。在围压下的粘度曲线被发现依赖于剪切协议，与产生负的动态压缩性的可能性。
2017-01-24 cond-mat.soft
Multiscaling at Point J: Jamming is a Critical Phenomenon
我们分析的干扰过渡，发生在一个无序的二维组装的磁盘在零温度为最近提出的干扰相图的“J点”作为一个函数的堆积密度增加。我们测量的移动磁盘的总数和移动区域的横向长度，并发现一个幂律发散的包装密度增加到一个临界堵塞密度。这提供了证据表明，作为堆积密度的函数的T = 0堵塞转变是{ \it二阶}相变。此外，我们发现多尺度的证据，表明长尾的速度波动的重要性。
2005-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Timescale divergence at the shear jamming transition
我们发现，在模拟的准静态剪切摩擦盘，剪切堵塞过渡的特点是突然跳跃的数量轴承颗粒之间的接触。该机械配位数在临界剪切值$γ_c$处从$Z = 0$不连续地增加到$Z \gtrsim d +1$，这与几何接触数的平滑增加相反。这伴随着一个发散的时标$τ^*$，它表征了系统在受到扰动时达到力平衡所需的时间。当全局剪切$γ$从下方接近临界值$γ_c$时，观察到松弛到所有颗粒间接触具有均匀零力的状态所花费的时间的发散。在$γ_{c}$之上，系统进入一种以粒子之间的有限力为特征的状态，时间尺度也随着$γ\to γ_{c}^{+}$而增加。通过使用两种不同的协议，以产生力平衡的配置，我们表明，这种时间尺度的分歧是一个强大的功能，伴随着剪切干扰过渡。
2020-04-05 cond-mat.soft
Interparticle hydrogen bonding can elicit shear jamming in dense suspensions
液体中硬颗粒的稠密悬浮液可能表现出惊人的反直觉行为，例如不连续剪切增稠（DST）[1-8]和可逆剪切堵塞（SJ）进入有限屈服应力状态[9-13]。最近的研究发现，从流体动力学相互作用到摩擦颗粒接触的应力激活交叉是这些行为的关键[2-4，6-8，10，14]。然而，许多悬架仅显示DST而不显示SJ。在这里，我们表明，颗粒表面化学可以发挥核心作用，创造条件，允许SJ。我们发现该系统的能力，形成粒子间氢键时，剪切成接触eligible SJ。我们证明了这与电荷稳定的聚合物微球和非球形玉米淀粉颗粒，控制与溶剂形成氢键。SJ的倾向通过拉伸试验[13]进行量化，并通过原子力显微镜与增强的摩擦力相关联。我们的研究结果扩展了对SJ机制的基本理解，并为设计强非牛顿流体开辟了新的途径。
2017-07-28 cond-mat.soft
Oscillatory shear flows of dense suspensions at imposed pressure: Rheology and micro-structure
振荡剪切已被广泛用于研究非稳态剪切下悬浮液的流变特性。此外，最近的工作表明，振荡流可以改善稠密悬浮液的流动性。虽然大多数研究都是在恒定体积下进行的，但我们在这里研究了二维悬浮液的振荡剪切流，使用正常的压力控制装置。为了描述流变学，我们引入了一个复数宏观摩擦系数$μ^{*}$，遵循复数粘度$η^{*}$的惯例，和一个剪切速率平均粘性数$J'$。通过系统地改变应变大小$γ_0$和$J'$，使用数值模拟的流变学和微观结构的稠密悬浮液进行了研究。我们研究了由摩擦（$μ_p=0.4$）或无摩擦（$μ_p=0$）颗粒组成的悬浮液，发现随着$γ_0$的减小，复杂的宏观摩擦和接触次数（包括总接触和滑动接触）的临界值（如$J' \to 0$）减小。对于由摩擦颗粒组成的悬浮液，我们还发现临界（即~剪切堵塞）填充分数$ϕ_c$随着$γ_0$的减小而增加。在这两种情况下，摩擦和无摩擦，我们发现，接近剪切堵塞的流变响应从一个粘性的弹性响应$γ_0$降低到低于$\sim0.33$。
2021-06-14 cond-mat.soft
Single-particle level access to hydrodynamic and frictional coupling between spheres in dense colloidal suspensions
胶体球在稠密悬浮液中的旋转布朗运动反映了局部流体动力学和摩擦力，这两者对于非线性流变学现象如剪切增稠和堵塞以及拥挤环境中的运输（包括细胞内迁移和血液流动）都是关键的。为了从实验上充分阐明旋转动力学的作用，同时测量所有球体的平移和旋转运动是至关重要的。在这里，我们开发了成分均匀的胶体球，其具有偏心的、完全嵌入的核心，该核心具有与颗粒体不同的荧光团，允许在单颗粒水平上访问所有颗粒的旋转运动。我们揭示了带电胶体晶体中的粒子间流体动力学旋转耦合。我们还发现，较高的局部结晶度在致密的晶体增强旋转扩散，和几乎逮捕的颗粒表现出粘滑旋转运动由于摩擦耦合。我们的方法揭示了大量未开发的局部旋转动力学的致密胶体材料中的球形颗粒。
2020-07-09 cond-mat.soft
Disentangling the role of structure and friction in shear jamming
为了理解致密颗粒物质的力学和流动行为，并探索从流体到结构停滞或堵塞状态的转变的普遍方面，对球体的非晶填充进行了深入的研究。最近相当多的注意力集中在各向异性填充的摩擦颗粒产生的剪切变形导致剪切堵塞，这发生在以下的堵塞密度的各向同性填充的无摩擦颗粒。为了解开剪切变形引起的结构和摩擦在产生剪切干扰的作用，我们研究了剪切组件的无摩擦球计算，在很宽的密度范围内，远低于各向同性干扰点。我们证明了出现的各种几何特征的堵塞填料的剪切应变的增加。的平均接触数和接触力的分布表明存在一个阈值密度，远低于各向同性干扰点，高于该点发生质的变化，在剪切配置的干扰行为。我们表明，在这个阈值密度以上，摩擦稳定我们产生的剪切配置。因此，我们的研究结果揭示了出现的几何特征的堵塞状态的剪切变形的结果，而摩擦是有助于稳定填料在一个范围内的密度低于各向同性堵塞点。
2015-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
